JP6101012B2 - 分割性凹凸複合繊維及びそれを用いてなる不織布 - Google Patents
分割性凹凸複合繊維及びそれを用いてなる不織布 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6101012B2 JP6101012B2 JP2012157949A JP2012157949A JP6101012B2 JP 6101012 B2 JP6101012 B2 JP 6101012B2 JP 2012157949 A JP2012157949 A JP 2012157949A JP 2012157949 A JP2012157949 A JP 2012157949A JP 6101012 B2 JP6101012 B2 JP 6101012B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- melting point
- fiber
- point component
- composite
- splittable
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000000835 fiber Substances 0.000 title claims description 343
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims description 215
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 title claims description 103
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 249
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 230
- 229920006127 amorphous resin Polymers 0.000 claims description 55
- 229920005672 polyolefin resin Polymers 0.000 claims description 50
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 37
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 32
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 32
- 229920000089 Cyclic olefin copolymer Polymers 0.000 claims description 31
- 238000009987 spinning Methods 0.000 claims description 30
- 230000004927 fusion Effects 0.000 claims description 28
- 239000004713 Cyclic olefin copolymer Substances 0.000 claims description 26
- -1 polypropylene Polymers 0.000 claims description 26
- 229920005992 thermoplastic resin Polymers 0.000 claims description 23
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 claims description 19
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 claims description 19
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 17
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 17
- 230000009477 glass transition Effects 0.000 claims description 16
- 229920001903 high density polyethylene Polymers 0.000 claims description 14
- 239000004700 high-density polyethylene Substances 0.000 claims description 14
- 239000011342 resin composition Substances 0.000 claims description 14
- 238000002074 melt spinning Methods 0.000 claims description 13
- 229920006240 drawn fiber Polymers 0.000 claims description 11
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 9
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 claims description 7
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 claims description 7
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 claims description 6
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 claims description 6
- 239000000306 component Substances 0.000 description 231
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 26
- 239000000463 material Substances 0.000 description 24
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 19
- 239000011162 core material Substances 0.000 description 17
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 16
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 15
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 15
- WKBPZYKAUNRMKP-UHFFFAOYSA-N 1-[2-(2,4-dichlorophenyl)pentyl]1,2,4-triazole Chemical compound C=1C=C(Cl)C=C(Cl)C=1C(CCC)CN1C=NC=N1 WKBPZYKAUNRMKP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 13
- 238000007500 overflow downdraw method Methods 0.000 description 13
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 12
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 12
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 10
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 9
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 8
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 8
- 229920005629 polypropylene homopolymer Polymers 0.000 description 8
- 238000002788 crimping Methods 0.000 description 7
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 7
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 6
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 5
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 5
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 5
- QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N propylene Natural products CC=C QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- VXNZUUAINFGPBY-UHFFFAOYSA-N 1-Butene Chemical compound CCC=C VXNZUUAINFGPBY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 4
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 4
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 4
- 238000004043 dyeing Methods 0.000 description 4
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 4
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 4
- 239000004711 α-olefin Substances 0.000 description 4
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 3
- 229920001400 block copolymer Polymers 0.000 description 3
- 239000008358 core component Substances 0.000 description 3
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 3
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 description 3
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 3
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 3
- 239000002504 physiological saline solution Substances 0.000 description 3
- 229920001384 propylene homopolymer Polymers 0.000 description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 3
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 description 2
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000000740 bleeding effect Effects 0.000 description 2
- 150000001244 carboxylic acid anhydrides Chemical class 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- 229920005674 ethylene-propylene random copolymer Polymers 0.000 description 2
- 238000009408 flooring Methods 0.000 description 2
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 125000003518 norbornenyl group Chemical group C12(C=CC(CC1)C2)* 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 229920001225 polyester resin Polymers 0.000 description 2
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 2
- 229920000193 polymethacrylate Polymers 0.000 description 2
- 229920005606 polypropylene copolymer Polymers 0.000 description 2
- 229920005604 random copolymer Polymers 0.000 description 2
- 230000002940 repellent Effects 0.000 description 2
- 239000005871 repellent Substances 0.000 description 2
- 230000035807 sensation Effects 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- 238000001644 13C nuclear magnetic resonance spectroscopy Methods 0.000 description 1
- WSSSPWUEQFSQQG-UHFFFAOYSA-N 4-methyl-1-pentene Chemical compound CC(C)CC=C WSSSPWUEQFSQQG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001634 Copolyester Polymers 0.000 description 1
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 description 1
- 229920000106 Liquid crystal polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000004977 Liquid-crystal polymers (LCPs) Substances 0.000 description 1
- 229920001410 Microfiber Polymers 0.000 description 1
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 description 1
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 1
- 229920000297 Rayon Polymers 0.000 description 1
- 150000008065 acid anhydrides Chemical group 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 239000003242 anti bacterial agent Substances 0.000 description 1
- 101150059062 apln gene Proteins 0.000 description 1
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 1
- 235000012813 breadcrumbs Nutrition 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011203 carbon fibre reinforced carbon Substances 0.000 description 1
- 238000009960 carding Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- IQFVPQOLBLOTPF-HKXUKFGYSA-L congo red Chemical compound [Na+].[Na+].C1=CC=CC2=C(N)C(/N=N/C3=CC=C(C=C3)C3=CC=C(C=C3)/N=N/C3=C(C4=CC=CC=C4C(=C3)S([O-])(=O)=O)N)=CC(S([O-])(=O)=O)=C21 IQFVPQOLBLOTPF-HKXUKFGYSA-L 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 229920006038 crystalline resin Polymers 0.000 description 1
- 239000002781 deodorant agent Substances 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000004299 exfoliation Methods 0.000 description 1
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 239000003205 fragrance Substances 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 238000007499 fusion processing Methods 0.000 description 1
- 239000012760 heat stabilizer Substances 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 229920000092 linear low density polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000004707 linear low-density polyethylene Substances 0.000 description 1
- 229920001684 low density polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000004702 low-density polyethylene Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000005649 metathesis reaction Methods 0.000 description 1
- JFNLZVQOOSMTJK-KNVOCYPGSA-N norbornene Chemical compound C1[C@@H]2CC[C@H]1C=C2 JFNLZVQOOSMTJK-KNVOCYPGSA-N 0.000 description 1
- 150000002848 norbornenes Chemical class 0.000 description 1
- 238000000655 nuclear magnetic resonance spectrum Methods 0.000 description 1
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 description 1
- JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N olefin Natural products CCCCCCCC=C JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 1
- 229920001707 polybutylene terephthalate Polymers 0.000 description 1
- 239000004645 polyester resin Substances 0.000 description 1
- 229920013716 polyethylene resin Polymers 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 238000007151 ring opening polymerisation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 230000011218 segmentation Effects 0.000 description 1
- 239000002910 solid waste Substances 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 239000011550 stock solution Substances 0.000 description 1
- 229920006132 styrene block copolymer Polymers 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 description 1
- 210000002700 urine Anatomy 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
- 239000002759 woven fabric Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Nonwoven Fabrics (AREA)
- Multicomponent Fibers (AREA)
Description
前記熱接着性複合繊維は、接着剤を使用しなくても熱風や熱ローラーによる熱で比較的簡単に不織布化が可能である。このような熱接着性複合繊維としては、これまで種々のものが開発されており、例えばポリエチレン−ポリプロピレン系複合繊維やポリエチレン−ポリエチレンテレフタレート系複合繊維等の異種ポリマー鞘芯型複合繊維、共重合ポリエステル−ポリエチレンテレフタレート系複合繊維等の同種ポリマー鞘芯型複合繊維等、種々の繊維が開発されている。また、熱接着性鞘芯型複合繊維を材料とする不織布を得るにあたっては、不織布の用途に応じて、熱風融着法と熱ロール融着法とが使い分けられている。
すなわち、得られる不織布の触感や風合いを重視する場合には熱風融着法が、また得られる不織布の強力を重視する場合には熱ロール融着法が、一般に採用されている。
さらに、特許文献6には、(A)熱可塑性ポリエステル成分と(B)ポリオレフィン成分との2成分からなる複合繊維であって、繊維中央部に形成された溜り部分から複数の枝分かれ部が放射状に延びた、(A)成分及び(B)成分の一方からなる主セグメントと、この主セグメントにより区画された、(A)成分および(B)成分の他方からなる複数の副セグメントとが相互に接合した繊維断面を有する剥離分割型複合繊維が提案されている。
特許文献5は風合いに優れた触感の不織布を製造するのに適した熱分割性複合繊維の提供、特許文献6は、肌触りが柔らかく密度が高い極細繊維製不織布を得るのに適した剥離分割型複合繊維を提供、を目的としている。
また、前記特許文献2に記載の弾性長繊維不織布は、例えばスチレンーエチレンーブチレン−スチレンブロック共重合体(SEBS)などのエラストマー樹脂、及びポリプロピレン系樹脂などの非エラストマー樹脂で構成された複合繊維からなり、かつ複合繊維の非エラストマー樹脂/エラストマー樹脂の容積比率を規定すると共に、該複合繊維の繊度を5dtex以下に規定して、表面に螺旋構造と凹凸構造を形成してなる複合長繊維から構成された不織布である。
さらに、前記特許文献3に記載の特殊斑糸は、それぞれ溶融粘度を規定したポリエステル[A]を鞘成分、ポリエステル[B]を芯成分とし、かつポリエステル[A]と[B]の溶融粘度の差を規定してなる、高融点成分(A)の太細に起因して太細が生じた複合繊維からなるマルチフィラメント糸条である。
これらの技術においては、いずれも複合繊維そのものの表面に凹凸を形成させる技術であって、高速紡糸が必須であったり、細い繊維にしか適応させることができなかったり、得られる凹凸も比較的小さいものであった。
しかしながら、この異形断面繊維を用いて不織布を作製する際には、熱融着複合繊維であることが好ましいが、熱融着複合繊維の場合、本発明者らの研究によると、異型断面繊維を製造するためのノズルが高価になりコスト高に繋がることと、熱融着時に鞘成分が溶融し凝集するため、シャープな形状となり難く、得られた不織布の毛細管現象発現力も比較的小さいことが分かった。
〔1〕結晶性熱可塑性樹脂を含む高融点成分(A)と、ポリオレフィン系樹脂(a)と非晶性樹脂(b)とを含む樹脂組成物からなる低融点成分(B)とからなる複合繊維であって、該複合繊維は、高融点成分(A)と低融点成分(B)が相互に接合した断面形状を有し、低融点成分(B)からなる繊維表面部が凹凸状を呈してなることを特徴とする分割性凹凸複合繊維、
〔2〕ポリオレフィン系樹脂(a)の融点は、結晶性熱可塑性樹脂の融点よりも低く、かつ非晶性樹脂(b)のガラス転移点(Tg)以下の温度で未延伸複合繊維を延伸すること及び、該延伸糸を不織布化する際の熱処理により低融点成分(B)の表面に、該低融点成分(B)の繊維軸方向にわたって凹凸状を形成してなる〔1〕に記載の分割性凹凸複合繊維、
〔3〕前記非晶性樹脂(b)のガラス転移点(Tg)がポリオレフィン系樹脂(a)の融点よりも高い〔2〕に記載の分割性凹凸複合繊維、
〔4〕複合繊維の径方向の断面において、繊維中央部から繊維表面に向かって高融点成分(A)及び低融点成分(B)が略放射状に接合されてなる〔1〕〜〔3〕のいずれかに記載の分割性凹凸複合繊維、
〔5〕高融点成分(A)の結晶性熱可塑性樹脂が結晶性ポリプロピレン又はポリエチレンテレフタレートであり、かつ低融点成分(B)のポリオレフィン系樹脂(a)が高密度ポリエチレンである〔1〕〜〔4〕のいずれかに記載の分割性凹凸複合繊維、
〔6〕非晶性樹脂(b)が、環状オレフィンコポリマー及び/又はポリカーボネ―トである〔1〕〜〔5〕のいずれかに記載の分割性凹凸複合繊維、
〔7〕非晶性樹脂(b)が、環状オレフィンコポリマーである〔6〕に記載の分割性凹凸複合繊維、
〔8〕低融点成分(B)におけるポリオレフィン系樹脂(a)と非晶性樹脂(b)との含有割合が質量比で97:3〜85:15である〔1〕〜〔7〕のいずれかに記載の分割性凹凸複合繊維、
〔9〕結晶性熱可塑性樹脂を含む高融点成分(A)と、高融点成分(A)の結晶性熱可塑性樹脂の融点よりも低い融点を有するポリオレフィン系樹脂(a)と非晶性樹脂(b)とを含む樹脂組成物からなる低融点成分(B)を、相互に接合した未延伸複合繊維を溶融紡糸する工程、該未延伸複合繊維をポリオレフィン系樹脂(a)のTg以上、融点以下の温度であって、かつ非晶性樹脂(b)のTg以下の温度で熱延伸する工程、を含むことを特徴とする分割性凹凸複合繊維の製造方法、
〔10〕前記の複合繊維を溶融紡糸する工程において、複合繊維の径方向の断面において、繊維中央部から繊維表面に向かって高融点成分(A)及び低融点成分(B)が略放射状に接合可能な紡糸ヘッド部を備えた紡糸装置を用い、紡糸ヘッド部における高融点成分(A)の溶融粘度と低融点成分(B)の溶融粘度とを調整して、紡糸する〔9〕に記載の分割性凹凸複合繊維の製造方法、
〔11〕前記溶融粘度の調整が、高融点成分(A)の結晶性熱可塑性樹脂のメルトフローレイト(MFRA)と低融点成分(B)のポリオレフィン系樹脂(a)のメルトフローレイト(MFRB)を、MFRA ≧MFRB としてなる〔10〕に記載の分割性凹凸複合繊維の製造方法、及び
〔12〕〔1〕〜〔8〕のいずれかに記載の分割性凹凸複合繊維を用いてなる不織布、
を提供するものである。
本発明の分割性凹凸複合繊維は、結晶性熱可塑性樹脂を含む高融点成分(A)と、ポリオレフィン系樹脂(a)と非晶性樹脂(b)とを含む樹脂組成物からなる低融点成分(B)とからなる複合繊維であって、該複合繊維は、高融点成分(A)と低融点成分(B)が相互に接合した断面形状を有し、低融点成分(B)からなる繊維表面部が凹凸状を呈してなることを特徴とする。
複合繊維が「高融点成分(A)と低融点成分(B)が相互に接合した断面形状を有する」とは、繊維軸に直交する断面(以下、「繊維断面」という。)が、図1の(a)〜(g)に示すような状態で、高融点成分(A)と低融点成分(B)が相互に接合した状態で、繊維軸方向に連続していることをいう。
「分割性凹凸複合繊維」の「分割性」とは、高融点成分(A)と低融点成分(B)とが、成分間の熱収縮率の違いにより高温処理や、ウォータージェット処理、カード処理等の機械的処理で、高融点成分(A)と低融点成分(B)に分割して細繊度化できる可能性を有する繊維であることを意味し、必ずしも最終的に分割していることを意味するものではない。
なお、本発明の分割性凹凸複合繊維の断面形状は、円形でなくてもよく、図1の(f)、(g)に示すように矩形でもよく、また、楕円形、或いは星型、十字型等の異型断面であってもよい。
本発明の分割性凹凸複合繊維においては、高融点成分(A)を構成する材料(以下、高融点成分材料と称することがある。)として、結晶性熱可塑性樹脂が用いられる。
当該結晶性熱可塑性樹脂は、その融点が前述したポリオレフィン系樹脂(a)の融点よりも高いことを要し、例えば結晶性ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレートやポリブチレンテレフタレートなどの結晶性ポリエステル、ポリアミド(ナイロン)、芳香族ポリエステル樹脂(液晶ポリマー)などを用いることができ、これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。これらの中で、融点が比較的低く、加工性、及びコスト的に優れる、結晶性ポリプロピレンが好ましい。
IPF(%)=(Pmmmm/Pw)×100
によって求めることができる。
すなわち、結晶性ポリプロピレンとしては、例えば結晶性を有するアイソタクチックプロピレン単独重合体、エチレン単位の含有量の少ないエチレン−プロピレンランダム共重合体、プロピレン単独重合体からなるホモ部とエチレン単位の含有量の比較的多いエチレン−プロピレンランダム共重合体からなる共重合部とから構成されたプロピレンブロック共重合体、さらに前記プロピレンブロック共重合体における各ホモ部または共重合部が、さらにブテン−1などのα−オレフィンを共重合したものからなる結晶性プロピレン−エチレン−α−オレフィン共重合体などが挙げられる。
なお、本発明においては、前記の低融点成分(B)材料である樹脂組成物及び高融点成分(A)材料である結晶性熱可塑性樹脂には、必要に応じ、各種添加剤、例えば耐候剤、耐熱安定剤、難燃剤、着色剤、消臭剤、抗菌剤、芳香剤などを含有させることができる。
本発明の分割性凹凸複合繊維においては、低融点成分(B)を構成する材料(以下、低融点成分材料と称することがある。)として、ポリオレフィン系樹脂(a)と非晶性樹脂(b)とを併用してなる樹脂組成物が用いられる。
(ポリオレフィン系樹脂(a))
低融点成分(B)の一成分として用いられるポリオレフィン系樹脂(a)は、その融点が、高融点成分(A)を構成する材料として用いられる結晶性熱可塑性樹脂の融点よりも低いことを要する。ポリオレフィン系樹脂(a)の融点が上記条件を満たさない場合、熱接着性を有する分割性凹凸複合繊維が得られにくく、熱風融着法による不織布の作製が困難となる上、例え不織布が作製できたとしても、低融点成分(B)表面に不規則な凹凸が形成されにくい。
当該ポリオレフィン系樹脂(a)としては、前述した性状を有するものであればよく、特に制限されず、例えば高密度、中密度、低密度ポリエチレンや直鎖状低密度ポリエチレンなどのエチレン系重合体、プロピレンと他のα−オレフィンとの共重合体、具体的にはプロピレン−ブテン−1ランダム共重合体、プロピレン−エチレン−ブテン−1ランダム共重合体、あるいは軟質ポリプロピレンなどの非結晶性プロピレン系重合体、ポリ4−メチルペンテン−1などを挙げることができる。これらのポリオレフィン系樹脂(a)は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
これらの中で、曳糸性やコストなどを考慮すると高密度ポリエチレン(融点:130℃)が好適である。また高密度ポリエチレンのメルトフローレイト(MFR)(温度190℃、荷重2.16kg)は3〜60g/10分の範囲が好ましい。
低融点成分(B)の成分として、前述のポリオレフィン系樹脂(a)と併用される非晶性樹脂(b)は、そのガラス転移点(Tg)が延伸温度よりも高いことを要する。その理由は、低融点成分(B)におけるポリオレフィン系樹脂(a)と非晶性樹脂(b)との当該延伸温度における延伸性の違いにより凹凸状を形成させるためである。
当該非晶性樹脂(b)としては、環状オレフィン系重合体やポリカーボネートなどを挙げることができる。
環状オレフィン系重合体としては、例えばエチレンとノルボルネンとの共重合体である環状オレフィンコポリマー[ポリプラスチックス社製、登録商標「TOPAS」、5013のTg=134℃]、エチレンと環状オレフィンとの共重合体である環状オレフィンコポリマー[三井化学社製、登録商標「アペル」、APL5014DPのTg=135℃]、ノルボルネン誘導体のメタセシス開環重合により得られたシクロオレフィンポリマー[日本ゼオン社製、登録商標「ZEONEX」、480RのTg=138℃]、トリシクロデカン構造を有するシクロオレフィンポリマー[JSR社製、登録商標「ARTON」、Tg=171℃]などを挙げることができる。
本発明においては、前記非晶性樹脂(b)は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよいが、特に環状オレフィンコポリマー及び/又はポリカーボネートが性能の観点から好ましい。
本発明の分割性凹凸複合繊維は、結晶性熱可塑性樹脂を含む高融点成分(A)と、高融点成分(A)よりも低い融点を有するポリオレフィン系樹脂(a)と延伸温度よりも高いガラス転移点(Tg)を有する非晶性樹脂(b)とを含む樹脂組成物からなる低融点成分(B)を相互に接合した未延伸複合繊維を溶融紡糸する工程、該未延伸複合繊維をポリオレフィン系樹脂(a)のTg以上、融点以下の温度であって、かつ非晶性樹脂(b)のTg以下の温度で熱延伸する工程、を含む本発明の製造方法によれば効率よく製造することができる。
さらに、前記の複合繊維を溶融紡糸する工程において、複合繊維の径方向の断面において、繊維中央部から繊維表面に向かって高融点成分(A)及び低融点成分(B)が略放射状に接合可能な紡糸ヘッド部を備えた紡糸装置を用い、紡糸ヘッド部における高融点成分(A)の溶融粘度と低融点成分(B)の溶融粘度とを調整して、紡糸する分割性凹凸複合繊維の製造方法とすることができる。
本発明の製造方法における、分割性凹凸複合繊維を溶融紡糸する工程は、従来、分割性複合繊維の製造において使用されている公知の方法を用いることができる。例えば、前記の低融点成分および高融点成分を用い、押出し機2台と分割型繊維用ノズルを備えた複合紡糸装置により、紡糸温度200〜300℃程度で溶融紡糸することにより、複数の2成分が接合された構造の複合繊維が得られる。このようにして得られた分割性凹凸複合繊維における高融点成分/低融点成分断面積比は、通常40/60〜80/20の範囲で選定される。
すなわち、高融点成分(A)の結晶性熱可塑性樹脂のメルトフローレイト(MFRA)と低融点成分(B)のポリオレフィン系樹脂(a)のメルトフローレイト(MFRB)を、適宜勘案して、各成分の溶融紡糸機の設定温度を調整し、紡糸ノズルから吐出される時点において、高融点成分(A)の溶融粘度と低融点成分(B)の溶融粘度のバランスを調整することで、高融点成分(A)及び低融点成分(B)のいずれが繊維断面の中央部に位置させるか、或いは2成分をほぼ均等に放射状に配列させるかを意図的に変更することができる。
図2(a)、(b)は、高融点成分(A)の溶融粘度が低融点成分(B)の溶融粘度より高い場合、即ち、具体的には高融点成分(A)のメルトフローレイト(MFRA)が低融点成分(B)(HDPEと環状ポリオレフィン共重合体)のメルトフローレイト(MFRB)よりも低い場合、低融点成分(B)が未延伸繊維断面の中央部を占め、そこから繊維の外周に向かって放射状に広がる複合未延伸繊維断面を形成している。この場合は、低融点成分(B)が中央で接合し、外周比率も高いためか、紡糸性悪化の傾向があり、また、延伸による凹凸発現後に低融点成分(B)を分割して細繊度化するのが難しい。また、繊維内の体積、及び繊維表面積のうち低融点成分(B)の占める比率が相対的に高いため、凹凸発現の核となる環状オレフィン共重合体も繊維断面の中央部を含む繊維全体に広く分散することとなり、その結果、不織布化後の凹凸は小さなものとなる。
図2(c)、(d)は、高融点成分(A)の溶融粘度と低融点成分(B)の溶融粘度がほぼ等しい場合に形成される未延伸繊維断面形状で、各成分が未延伸繊維断面の中央部からほぼ均等な放射状に接合された断面が形成される。
中央部の接合割合及び、外周部の比率が同等の場合、紡糸性良好の傾向があるので、生産安定性の点で好ましい。延伸による凹凸発現後に、高融点成分(A)、低融点成分(B)共に細繊度化されやすい。また断面パターン1よりも低融点成分(B)の体積、及び繊維表面積が小さいため凹凸の核が密になり、不織布化後の凹凸も若干大きくなる。なお、ポリプロピレン(PP)/高密度ポリエチレン(HDPE)の分割繊維は、強力にウォータージェット処理を行うことで達成される。よって、分割性の改善効果も特徴のひとつとして挙げられる。
図2(e)は、前記分割性複合未延伸繊維の断面パターン1とは逆に、高融点成分(A)の溶融粘度が、低融点成分(B)の溶融粘度よりも低い場合の複合未延伸繊維の断面を表している。即ち、具体的には高融点成分(A)のメルトフローレイト(MFRA)が低融点成分(B)(HDPEと環状ポリオレフィン共重合体)のメルトフローレイト(MFRB)よりも高い場合、高融点成分(A)が、中央部で接合し、外周比率も大きい。紡糸性は最も良好な傾向にあり、延伸により低融点成分(B)(凹凸発現成分)の細繊度化が可能である。また、A成分とB成分の界面で微細な隙間が形成され、毛細管現象が発現しやすい構造をとる。低融点成分(B)が分割し、高融点成分(A)から離脱した場合も、高融点成分(A)が形成するV溝が吸水性(保水性)を発揮しやすい構造を呈する。
また、高融点成分(A)が未延伸繊維断面の中央部を占め、そこから繊維の外周に向かって放射状に広がる複合繊維断面を形成している。断面パターン1、2よりも低融点成分(B)の体積、及び繊維表面積が小さいため、凹凸の核となる環状オレフィン共重合体がより密集しており、不織布化後の凹凸が一番大きくなる傾向がある。
以上、紡糸性及び凹凸が形成された低融点成分(B)を細繊度に分割する観点から、溶融粘度の調整は、高融点成分(A)の結晶性熱可塑性樹脂のメルトフローレイト(MFRA)と低融点成分(B)のポリオレフィン系樹脂(a)のメルトフローレイト(MFRB)を、MFRA ≧MFRB となるよう、各成分の原料のメルトフローレイト(MFR)を調整することが好ましい。また、凹凸の核となる環状オレフィン共重合体の分布密度の関係からも、MFRA ≧MFRBとすることが、低融点成分(B)の体積、及び繊維表面積を小さくすることができるので好ましい。
本発明の製造方法においては、前記溶融紡糸工程で得られた未延伸複合繊維を熱延伸処理する。この熱延伸処理は、ポリオレフィン系樹脂(a)のガラス転移温度(Tg)以上、融点以下の温度であって、かつ非晶性樹脂(b)のTg以下の温度で行われる。
当該熱延伸工程においては、従来公知の熱延伸処理方法、例えば一般的に知られている金属加熱ロールや金属加熱板などを用いた接触加熱延伸、あるいは温水、常圧〜0.2MPa(ゲージ圧)程度の水蒸気や熱風などの加熱流体、高圧蒸気延伸、遠赤外線などの熱線を用いた非接触加熱延伸、及びこれらの組み合わせた方法などを適用することができる。
紙おむつ等、風合いを求められる用途において、延伸倍率は、繊維強度を発現させる観点から通常2〜6倍程度、好ましくは3〜5倍である。得られた分割性凹凸複合(延伸)繊維における単糸繊度は、通常1〜10dtex程度、好ましくは2〜7dtexである。分割性凹凸複合繊維は、その繊維断面における区画成分の数に対応して分割され、細繊度化することができる。
本発明においては、このようにして得られた分割性凹凸複合延伸繊維に、通常捲縮加工が施される。該捲縮加工方法としては、特に制限はなく、従来ポリオレフィン系複合延伸繊維の捲縮加工に慣用されている方法を用いることができる。例えば、該分割性凹凸複合延伸繊維に、常法により、捲縮数10〜18個/2.5cm程度、好ましくは12〜16個/2.5cmで機械捲縮を施すことにより、捲縮分割性凹凸複合延伸繊維が得られる。
また、この工程で繊維に油剤を塗付(付着)することによって、繊維及び熱風融着後の不織布特性として、カーディング等に対する高次加工性、不織布としての初期透水性、耐久親水性、撥水性等様々な性能を付与することができる。
分割性凹凸複合延伸繊維は延伸により、低融点成分(B)の非晶性樹脂(b)に起因する凹凸の核が形成され、必要に応じて乾燥処理を経て、3〜100mmに切断される。
得られた捲縮分割性凹凸複合延伸繊維について、さらに細繊度化したい場合は、不織布化後にウォータージェット処理するなどして繊維を分割し、細繊度化することができる。
次に、本発明の不織布について説明する。
本発明の前述した分割性凹凸複合繊維から得られた繊維は、不織布化する際の熱処理によって、低融点成分(B)表面に凹凸状を顕在(発現)させてなる不織布とすることができる。(不織布の製造方法)
不織布は、例えば下記の方法により製造することができる。
まず、前述の捲縮加工で得られた捲縮複合延伸繊維を常法に従って、通常15〜80mm、好ましくは25〜60mmに切断して、短繊維の分割性凹凸複合繊維を得る。次いで、この短繊維の分割性凹凸複合繊維を用いて、後述する製造方法から選択される方法によって不織布を作製する。
なお、低融点成分(B)ポリオレフィン系樹脂にTgが高い環状オレフィン共重合体(coc)を添加し、凹凸繊維不織布とした場合、未添加品と比較し不織布強力がMD方向で2割、CD方向では3割低下するという実体がある。本発明においては、元々接着成分(低融点成分)の表面割合がノズル設計上50%前後であり、前述した通り、樹脂粘度により接着成分の表面割合も変化し接着性繊維としての接着性能は以下の通り低下する。
(i)接着成分の表面割合が60%程度(=推定である。)では同芯タイプ(鞘芯型)未添加品と比較して、接着強力は7〜8割低下。
(ii)接着成分の表面割合が50%程度(=推定である。)では同芯タイプ未添加品と比較して、接着強力は8〜9割低下。
(iii)接着成分の表面割合が40%程度(=推定である。)では接着性能は殆どないと思われる。
上述の通り、接着力が低いことから、熱融着不織布とした場合は、同芯複合繊維(PP又はPET/HDPE)との混綿による使用が好ましい。
この熱風融着法による不織布の製造方法としては特に制限はなく、従来熱風融着加工による不織布の製造において慣用されている方法を用いることができる。例えば前述したようにして得られた短繊維の分割性凹凸複合繊維を、ローラーカード機にてカーディングして所望の目付重量のウェッブを作製したのち、エアースルー方式等の熱風融着法により、当該不織布が得られる。
この際、熱風融着は、ポリオレフィン系樹脂(a)の融点以上の温度で行うことが肝要であり、特に、ポリオレフィン系樹脂(a)の融点以上、かつ非晶性樹脂(b)のガラス転移点(Tg)以下の温度で行うことがより好ましい。
非晶性樹脂(b)は紡糸によりポリオレフィン系樹脂(a)内で引き伸ばされた棒状態で存在していると考えられる。延伸の際、ポリオレフィン系樹脂(a)のガラス転移点(Tg)及び融点(Tm)、非晶性樹脂(b)のガラス転移点(Tg)、そして延伸温度の関係によって凹凸発現の有無、大きさが決定され、次のようにパターン化できる。
非晶性樹脂(b)のガラス転移点(Tg)が延伸温度よりも高いため棒状の非晶性樹脂(b)は伸びにくく、弱い延伸で破断しポリオレフィン系樹脂(a)の延伸部分よりも太い径の大きな塊(凹凸の核)を形成する。一方ポリオレフィン系樹脂(a)は結晶性で伸びやすいため、そのまま延伸され続ける。その結果、延伸糸には比較的大きな非晶性樹脂(b)が断続的に存在する状態となると考えられる。そして、不織布化に際して、熱風融着時に加熱にされることで、非晶性樹脂(b)は千切れた形状から表面張力で凝集し丸型になるため、その際に凹凸が発現すると考えられる。
非晶性樹脂(b)のガラス転移点(Tg)と延伸温度が近いため、棒状の非晶性樹脂(b)は伸びやすい状態にあり、非晶性樹脂(b)はある程度までは伸び続け細くなった後に延伸可能極限倍率を超過して破断し、破断した塊(凹凸の核)は前記(i)よりも小さくなり、その結果、熱風融着後の凹凸形状も小さくなるものと考えられる。
非晶性樹脂(b)のガラス転移点(Tg)が延伸温度よりも低いため、非晶性樹脂(b)は延伸温度で剛性と粘度が低下しポリオレフィン系樹脂(a)と共に円滑に延伸され、凹凸の核となる非晶性樹脂(b)の塊が形成されないため凹凸が発現しないものと考えられる。
以下の実施例及び比較例において、分割性凹凸複合繊維の紡糸工程における紡出繊維の冷却は、横風冷却装置を用い、冷却風速3.5m/sec、風温15℃、サイクルを30Hzとして行った。
(2)延伸ローラー温度条件
分割性複合未延伸繊維を所定のトータル繊度に集束し、それぞれの表面温度に制御可能な第1〜第4の延伸ローラーを用い、第1ローラー温度80℃、第2ローラー温度100℃、第3ローラー温度85℃、第4ローラー温度75℃とし、延伸温度としてのローラー間の温度を98℃として4倍及び2倍の延伸を行った。
(i)分割性凹凸複合繊維の未延伸繊維、及び延伸繊維の凹凸状態の評価
未延伸繊維及び延伸繊維の側面のSEM写真を撮影し、その写真を視認観察して以下のような基準で定性評価を行った。
○:繊維の高融点成分と低融点成分の境目が明確で、低融点成分に明確な凹部または凸部が形成されている場合
△:繊維の高融点成分と低融点成分の境目が形成され、低融点成分に僅かに凹凸形状が認められる場合
×:繊維の高融点成分と低融点成分の境目が不明瞭で、凹凸形状が認められず平滑な表面の場合
(ii) 分割性凹凸複合繊維を熱風融着処理して作製された不織布の凹凸状態の評価
分割性凹凸複合繊維を熱風融着処理して作製された不織布のSEM写真を撮影し、その写真を視認観察して以下のような基準で定性評価を行った。
◎:繊維の低融点成分側に大きな凸部が形成され、凸部間に空洞が開く程の凹部が形成されている場合
○:繊維の低融点成分側に断続的な凸部のみが形成されている場合
×:繊維の低融点成分に凸部や凹部がなくスジ状突起のみが存在している場合
(1)分割性凹凸複合繊維の作製
高融点成分(A)材料として、ホモポリプロピレン[プライムポリマー社製、商品名「Y6005GM」、MFR(230℃、2.16kg)=60g/10分、融点:161℃]、低融点成分(B)材料として、高密度ポリエチレン[京葉ポリエチレン社製、商品名「S6932」、MFR(190℃、2.16kg)=20g/10分、融点:130℃、Tg:−120℃]と、環状オレフィンコポリマー[ポリプラスチック社製、登録商標「TOPAS 5013」、Tg=134℃、260℃/2.16kgでのメルトボリュームレイト(MVR)=48ml/10分]を質量比90:10の割合で含む樹脂組成物を用い、一軸押出機2台と孔径0.4mmのホールを600個有する8分割型複合繊維用ノズルを備えた複合紡糸装置により、紡糸温度260℃、前記の冷却条件、及び引取速度300m/分で紡糸し、高融点成分(A)と低融点成分(B)が各4区分され、これらが交互に接合した8分割の図2(e)に示す断面形状を有する単糸繊度が8.1dtexの分割性凹凸複合未延伸繊維を作製した。原料組成、紡糸条件等をまとめて第1表に示す。
上記(1)で得られた分割性凹凸複合未延伸繊維を、前記の延伸ローラー温度条件のローラー間で、延伸温度98℃の条件で延伸処理して、延伸倍率4倍で単糸繊度が2.2dTexである分割性凹凸複合繊維を作製した。
(3)短繊維の分割性凹凸複合繊維の作製
上記(2)で得られた分割性凹凸複合繊維に、機械捲縮加工を施した。その後、ロータリーカッターで、50mmの長さにカットすることにより、短繊維の分割性凹凸複合繊維を作製した。
上記(3)で得られた短繊維の分割性凹凸複合繊維を用い、360mm幅のローラーカード機にて20m/分の速度でカーディングし、目付10g/m2のウェッブを吐出させて3層に積層し、目付30g/m2のウェッブを得た。次に、このウェッブを幅350mm、速度5m/minの金網ベルトに載せ、風温135℃、風速2.7m/secの熱風を5秒間吹きつける熱風融着法により、低融点成分(B)の表面に不規則な凹凸を有する熱風融着不織布を作製した。
図3(a)に分割性凹凸複合未延伸繊維の走査型電子顕微鏡(SEM)写真を、図3(b)に分割性凹凸複合繊維のSEM写真を、図3(c)に熱風融着不織布を構成する分割性凹凸複合繊維のSEM写真を示す。
図3(a)〜(c)から分かるように、分割性凹凸複合未延伸繊維の低融点成分(B)表面には凹凸は認められない(判定:×)が、分割性凹凸複合延伸繊維の低融点成分(B)表面には凹凸が僅かに認められる(判定:△)。また、熱風融着不織布を構成する分割性凹凸複合繊維の低融点成分(B)には断続的な凸部のみが形成されていた(判定:○)。これらの凹凸状態についてまとめて第1表に示す。
実施例1(1)において、環状オレフィンコポリマーを「TOPAS 6013」〔Tg=138℃、260℃/2.16kgでのMVR=14ml/10分〕に変更した以外は実施例1と同様にして、分割性凹凸複合未延伸繊維を得た。4倍延伸を試みたが、2倍迄しか延伸できず単糸繊度が4.4dtexである以外は、実施例1と同様な操作を行った。分割性凹凸複合未繊維の断面は図2(e)に近似していた。
図4(a)に分割性凹凸複合延伸繊維のSEM写真を、図4(b)に熱風融着不織布を構成する分割性凹凸複合繊維のSEM写真を示す。
図4(a)、(b)から分かるように、分割性凹凸複合延伸繊維の表面には大きな凹部が認められており(判定:○)、また熱風融着不織布を構成する分割性凹凸複合繊維には大きな凸部が形成され、繊維に空洞が開く程の凹部が形成されていた(判定:◎)。これは、実施例1に使用した環状オレフィンコポリマーと比較して、環状オレフィンコポリマーのメルトボリュームレイト(MVR)(260℃/2.16kg)が14(ml/10分)と低いため、10質量%の配合では、高密度ポリエチレンとの混合分散が必ずしも均一とならず、延伸倍率も上がらず、且つ高い延伸応力により、低融点成分(B)に部分的に剥離力が働いたものと思われる。
実施例2において、高融点成分(A)材料として、ホモポリプロピレン[プライムポリマー社製、商品名「S119」、MFR(230℃、2.16kg)=60g/10分、融点:161℃]を用い、低融点成分(B)材料として、実施例2と同一の高密度ポリエチレンと、環状オレフィンコポリマーとを質量比95:5の割合で含む樹脂組成物とした以外は、実施例2と同様な操作を行った。延伸は4倍の延伸が可能であった。分割性凹凸複合未延伸繊維の断面は図2(e)に近似していた。分割性凹凸複合延伸繊維の低融点成分(B)表面には僅かに凹凸が認められ(判定:△)、熱風融着不織布を構成する分割性凹凸複合繊維の低融点成分(B)には断続的な凸部のみが形成されていた。(判定:○)。
実施例1(1)において、高融点成分(A)材料として、ホモポリプロピレン[プライムポリマー社製、商品名「S119」、MFR(230℃、2.16kg)=60g/10分、融点:161℃]を用い、低融点成分(B)材料として環状オレフィンコポリマーを「TOPAS 7010」(Tg=110℃、260℃/2.16kgでのMVR=40ml/10分)に変更し、その他の条件は実施例1と同様にして、分割性凹凸複合未延伸繊維を得た。
4倍の延伸が可能だった。分割性凹凸複合未延伸繊維の断面は図2(e)に近似していた。
図5(a)に分割性凹凸複合延伸繊維のSEM写真を、図5(b)に熱風融着不織布を構成する分割性凹凸複合繊維のSEM写真を示す。
実施例1と比べ若干小さいが、分割性凹凸延伸複合繊維の低融点成分(B)表面には凹凸が僅かに認められた(判定:△)。また熱風融着不織布を構成する分割性凹凸複合繊維の低融点成分(B)には断続的な凸部のみが形成されたが、凹凸は実施例1と比べ小さかった(判定:○)。これは前述の凹凸発現パターン(2)で示したとおり、非晶性樹脂(b)のガラス転移点(Tg)と延伸温度が近いため、形成された凹凸の核が小さくなったことが原因であると考えられる。
実施例3において、低融点成分(B)における環状ポリオレフィンコポリマーの配合比率を10質量%とし、実施例2で使用した「TOPAS 6013」と実施例1で使用した「TOPAS 5013」を各5質量%ずつ使用した。それ以外は実施例3と同様とし、分割性凹凸複合繊維及び熱風融着不織布を得、繊維表面の凹凸状態を観察した。分割性凹凸複合未延伸繊維の断面は図2(e)に近似していた。分割性凹凸複合延伸繊維には僅かに凹凸が認められ(判定:△)、熱風融着不織布を構成する分割性凹凸複合繊維の低融点成分(B)には断続的な凸部のみが形成されていた。(判定:○)。
実施例5と同様に、低融点成分(B)における環状ポリオレフィンコポリマーの配合比率を10質量%とし、実施例2で使用した「TOPAS 6013」と、環状オレフィンコポリマー「TOPAS 8007」(Tg=78℃、260℃/2.16kgでのMVR=32ml/10分)を各5質量%ずつ使用した。それ以外は実施例5と同様とし、分割性凹凸複合繊維及び熱風融着不織布を得、繊維表面の凹凸状態を観察した。分割性凹凸複合未延伸繊維の断面は図2(e)に近似していた。分割性凹凸複合延伸繊維には僅かに凹凸が認められ(判定:△)、熱風融着不織布を構成する分割性凹凸複合繊維の低融点成分(B)には断続的な凸部のみが形成されていた。(判定:○)。
繊維断面における高融点成分(A)と低融点成分(B)の面積比率を同等にすべく、高融点成分(B)にMFRの異なる2種のホモポリプロピレン、即ち、プライムポリマー社製、商品名「Y2005GP」(MFR=20g/10分、融点:161℃)と同社製「S119」(MFRが60g/10分、融点:161℃)を60質量%/40質量%の比率で混合して目標MFRを31g/10分相当とし、分割性凹凸複合繊維、熱風融着繊維を得た。分割性凹凸複合延伸繊維には僅かに凹凸が認められ(判定:△)、熱風融着不織布を構成する分割性凹凸複合繊維の低融点成分(B)には断続的な凸部のみが形成されていた。(判定:○)。
分割性凹凸複合未延伸繊維の断面は、図2(c)に示すように、繊維の中心部から高融点成分と低融点成分が放射状に広がり高融点成分(A)と低融点成分(B)の面積比率がほぼ同等であった。
実施例7と同様に、繊維断面における高融点成分(A)と低融点成分(B)の面積比率を同等にすべく、高融点成分(B)にMFRの異なる2種のホモポリプロピレン、即ち、プライムポリマー社製、商品名「Y2005GP」(MFR=20g/10分、融点:161℃)と同社製「S119」(MFRが60g/10分、融点:161℃)を30質量%/70質量%の比率で混合して目標のMFRを43g/10min相当とし、その他は実施例1と同様にして、分割性凹凸複合繊維、熱風融着繊維を得た。その結果、分割性凹凸複合延伸繊維には僅かに凹凸が認められ(判定:△)、熱風融着不織布を構成する分割性凹凸複合繊維の低融点成分(B)には断続的な凸部のみが形成されていた。(判定:○)。
分割性凹凸複合未延伸繊維の断面は、図2(d)に示すように、実施例6とほぼ同様であった。
なお実施例7、8は2種類のホモポリプロピレンを用いてMFRを調整し「相当」としているが、この場合、2種のMFRと質量%から求められるブレンド物のMFRは、メルトフローレイトに関する以下の方程式によって計算される。
log(MFRフ゛レント゛) = w1log(MFR1) + w2log(MFR2) +…+wilog(MFRi) +…+ wnlog(MFRn)
式中、wiは構成成分iの重量分画、MFRiは構成要素iのメルトフローレイト、nはブレンド中の構成成分の総数、及びw1+w2+…+wi+…wn = 1
である。
高融点成分(A)として、プライムポリマー社製ホモポリプロピレン[商品名「Y2005GP」、MFR(230℃、2.16kg)=20g/10分]を35質量%と、同じく[商品名「Y900GV」、MFR(230℃、2.16kg)=9g/10分]を35質量%、及び相溶化剤として無水カルボン酸で酸変成したポリプロピレン[MFR(230℃、2.16kg)=524g/10分、融点:137℃]を30質量%配合し、目標MFRを40g/10分相当として、繊維断面における高融点成分(A)と低融点成分(B)の面積比率を同等にすることを目標とした以外は実施例1と同様にして、分割性凹凸複合未繊維を得た。分割性凹凸複合未延伸繊維の断面は図2(c)に近似していた。
得られた分割性凹凸複合未延伸繊維の紡糸繊度は12.2dtexが限度で、延伸倍率4倍のときに単糸繊度3.3dtexの分割性凹凸複合繊維を得た。分割性凹凸複合延伸繊維には僅かに凹凸が認められ(判定:△)、熱風融着不織布を構成する分割性凹凸複合繊維の低融点成分(B)には断続的な凸部のみが形成されていた。(判定:○)。
得られた分割性凹凸延伸複合繊維のSEM写真を図6(a)に示す。また実施例1と同様にして得られた熱風融着不織布を構成する分割性凹凸複合繊維のSEM写真を図6(b)に示す。
高融点成分(A)材料として、ホモポリプロピレン[プライムポリマー社製、商品名「S119」、MFR(230℃、2.16kg)=60g/10分]を用い、低融点成分(B)材料には、高密度ポリエチレン[京葉ポリエチレン社製、商品名「S6932」、MFR(190℃、2.16kg)=20g/10分、融点:130℃、Tg:−120℃]60質量%と、環状オレフィンコポリマー[ポリプラスチック社製、登録商標「TOPAS 5013」、Tg=134℃、260℃/2.16kgでのMVR=48ml/10分]10質量%、実施例9で用いた無水カルボン酸で酸変成したポリプロピレン[MFR(230℃、2.16kg)=524g/10分、融点:137℃]を低融点成分(B)に30質量%添加し、その他は実施例1と同様にして、2.2dtexの分割性凹凸複合繊維を得た。分割性凹凸複合延伸繊維には大きな凹部が認められており(判定:○)、また熱風融着不織布を構成する分割性凹凸複合繊維には大きな凸部が形成され、繊維に空洞が開く程の凹部が形成されていた(判定:◎)。
得られた分割性凹凸延伸複合繊維のSEM写真を図7(a)に示す。また実施例1と同様にして得られた熱風融着不織布を構成する分割性凹凸複合繊維のSEM写真を図7(b)に示す。
実施例1において、低融点成分に非晶性樹脂(b)(TOPAS、5013)を添加しない以外は、実施例1と同様に行った。延伸繊維の表面は平滑で凹凸はなく(判定:×)、熱風融着後の繊維低融点成分には凸部や凹部がなくスジ状突起しか存在しなかった(判定:×)。なお未延伸繊維の断面は図2(e)に近似したものであった。
得られた分割性凹凸延伸複合繊維のSEM写真を図8(a)に示す。また実施例1と同様にして得られた熱風融着不織布を構成する分割性凹凸複合繊維のSEM写真を図8(b)に示す。原料組成、紡糸条件等をまとめて第2表に示す。
実施例1において、低融点成分の非晶性樹脂(b)を(TOPAS、5013)から、(TOPAS、8007、Tg=78℃、260℃/2.16kgにおけるMVR=32ml/10分)に代えた以外は、実施例1と同様にして、2.2dtexの分割性複合繊維を得た。未延伸繊維の断面は図2(e)に近似したものであった。また延伸複合繊維は平滑で凹凸はなく(判定:×)、熱風融着後の分割性複合繊維にも凹凸がなくスジ状突起しか存在しなかった(判定:×)。
得られた分割性凹凸延伸複合繊維のSEM写真を図9(a)に示す。また実施例1と同様にして得られた熱風融着不織布を構成する分割性凹凸複合繊維のSEM写真を図9(b)に示す。結果を第2表に示す。
実施例1において、低融点成分(B)の非晶性樹脂(b)を(TOPAS、5013)から、(TOPAS、9506、Tg=65℃、260℃/2.16kgにおけるMVR=5.5ml/10分)に代えた以外は、実施例1と同様にして、2.2dtexの分割性複合繊維を得た。未延伸繊維の断面は、図2(e)に近似したものであった。また、延伸複合繊維は平滑で凹凸はなく(判定:×)、熱風融着後の分割性複合繊維にも凹凸がなくスジ状突起しか存在しなかった(判定:×)。結果を第2表に示す。
(1)延伸複合繊維の染色性
分割性凹凸延伸複合繊維の高融点成分(A)、低融点成分(B)、各成分の界面等の微細構造の違いを見るため、実施例1、実施例4、実施例10、比較例1、及び、比較例2について、染料による染色性の違いを見た。染色用サンプルは、幅30mm×長さ70mm、厚み1mmのステンレス板に穿孔した直径1.5mmの孔に、サンプルとしての分割性凹凸延伸複合繊維束の周りをビスコースレーヨン繊維で包んで過密状態で通し、ステンレス板の両面を、剃刀刃でカットして調製した。
これを、コンゴーレッド(ナカライテスク社製)5質量%の20℃の染色浴中で1分間染色した。
染色されたサンプルを光学顕微鏡下での繊維断面写真を撮影し染色状況を観察し、以下の基準で延伸複合繊維の染色性を判定した。
◎:染色液によって濃厚に染色され、繊維断面において8分割された2成分の界面の判別が全くできない場合
○:前記「◎」よりは薄いが染色されており、繊維断面の2成分界面の判別ができる場合
×:染色液に染色されることがなく、繊維断面の2成分界面が明確に判別できる場合
上記の方法により延伸複合繊維の染色状況を観察した結果、低融点成分(B)に非晶性樹脂を含まず、延伸後に凹凸状を呈していない比較例1と比較例2は、染色されることなく繊維断面において8分割された2成分の界面が明確な状態であった(判定:×)。一方、実施例1と実施例4では、凹凸による毛細管現象の効果により低融点成分と高融点成分の界面に染料が入り込み、高融点成分側と同化した色調となっていた(判定:○)。
実施例10は、延伸繊維の表面に大きな凹凸が観察され、一部断面成分は分割もしているため濃色に染色されており、繊維断面で8分割された2成分の界面の判別が全くできなかった(判定:◎)。これらをまとめて第3表に示す。
実施例1、実施例4、実施例10、比較例1、及び比較例2の分割性複合繊維をそれぞれ、熱風融着法により温度135℃、風速2.7m/sec、処理時間5秒の融着条件にて不織布を作製した。得られた不織布について、JIS L 1907 のバイレック法に準拠して吸い上げ性能の比較を行った。
具体的には、長さ200mm×幅25mmに切り出した不織布の長さ方向の先端20mmを生理食塩水に浸け、10分後の吸い上げ高さ(mm)を測定した。
吸い上げ高さの結果は、凹凸形状が大きければ大きいほど高い結果となった。これは凹凸の発現によって繊維の表面積が大きくなり、毛細管現象が働いたことが原因である。結果を第3表に示す。
実施例1、実施例4、実施例10、比較例1、及び比較例2の分割性複合繊維不織布について、JIS L 1907 の吸水率測定に準拠して吸水率の測定を行った。
具体的には、75mm×75mmに切り出した不織布を生理食塩水に20分浸漬させ、その後2枚の乾燥した濾紙で挟み、ロールを用いて25mm/secで加圧し吸水率を算出した。
吸水率(保水率)においても吸い上げ高さの結果と同傾向の結果が見られた。吸水率(保水性)は上記の毛細管現象の働きの他に、凹凸によって発生した微細な隙間に水分が保持されたことにも起因している。結果を第3表に示す。
実施例1、実施例4、実施例10、比較例1、及び比較例2の分割性複合繊維不織布について、次の一滴法を用いて耐久親水性を比較した。
<一滴法>
(i)100mm×100mmに切り出した不織布を濾紙の上に置く。
(ii)不織布に撥水性マジックでランダムに、小さく「・」印を20箇所マークする。
(iii)「・」印をつけた箇所に生理食塩水を10mmの高さから1滴滴下する。
(iv)滴下終了から5秒以内に吸水された箇所を数える。
(v)不織布を濾紙で挟み水分を除去し、1回目と同じ「・」印の箇所に再度滴下する。
(vi)(iii)〜(v)を5回繰り返し、吸水箇所を測定する。
前述の捲縮工程にて付着させた仕上げ油剤としては、以下の2点を使用した。
条件1:初期透水油剤(ミヨシ油脂社製、ソフトオイル120)付着率0.5質量%で使用時
条件2:耐久親水油剤(竹本油脂社製、UN−594)付着率0.5質量%で使用時
初期透水油剤は初期透水速度に特化した油剤であり、一度水分と接触すると水と共に油剤が流れ落ちてしまう性能を持っている。そのような性能にも関わらず、実施例10では2回目以降の滴下においても高い親水性を保持していた。これは大きな凹凸によって繊維の表面積が大きくなり毛細管現象が強く働いたことや、凹凸によって生じた微細な隙間に水分が保持されやすくなったこと、更には微細な隙間に油剤が入り込み落ちにくくなったことが原因であると考えられる。実施例1、実施例4は実施例10には及ばないが、凹凸によって同様の現象が働き耐久親水性が向上した。しかし凹凸の発現しなかった比較例1、比較例2は初期透水油剤の性能どおり、1回の滴下で油剤が全て流れ落ちてしまっていた。
耐久親水油剤は初期透水油剤よりも繰り返し滴下に優れている油剤である。この油剤でも、初期透水油剤と同様の原因により、凹凸発現の大きさに比例して耐久親水性が向上していた。
初期透水油剤に対する耐久親水性の評価を第4表に、耐久親水油剤に対する耐久親水性の評価を第5表に示す。
また本発明の分割性凹凸複合繊維の製造方法は、当該分割性凹凸複合繊維の効果的な製造方法として利用できる。
分割性凹凸複合繊維について考えられる用途としては、当該分割性凹凸複合繊維と他の繊維との混綿使用で、紙おむつやナプキンの表面材、当該表面材で、吸水性(保水性)が期待される場合は、セカンドシートでの用途が考えられる。すなわち、最近の紙おむつは、吸収体/セカンドシート/トップシートの構成を取っており、セカンドシートの目的は、尿をより早く吸水し、吸収体へ移動させる為に使用されるので、高い吸水性(保水性)を有する本発明の分割性凹凸複合繊維の機能の発現が期待される。また、分割細繊度化により風合いを向上させ、トップシートに利用することも期待される。
また、本発明の分割性凹凸複合繊維の単独使用の用途としては、ウォータージェット(WJ)処理により分割細繊度化して、フローリングワイパーに適応することが考えられる。
フローリングワイパーは、WJ処理後乾燥工程があるので、この乾燥熱処理にて、凹凸をより顕在化させることが可能であり、接着性能が低下していることで、不織布の自由繊維が確保可能となり、ワイパー性能(髪の毛や固形ごみ「パンくず」を絡め取る効果)の高い製品が期待できる。
Claims (12)
- 結晶性熱可塑性樹脂を含む高融点成分(A)と、
ポリオレフィン系樹脂(a)と、環状オレフィンコポリマー及び/又はポリカーボネートである非晶性樹脂(b)とをポリオレフィン系樹脂(a)と非晶性樹脂(b)との含有割合が質量比で97:3〜85:15の割合で含み、かつポリオレフィン系樹脂(a)のガラス転移点(Tg)が非晶性樹脂(b)のガラス転移点(Tg)よりも低い樹脂組成物からなる低融点成分(B)とからなる複合延伸繊維であって、
該複合延伸繊維は、高融点成分(A)と低融点成分(B)が相互に接合した断面形状を有し、低融点成分(B)からなる繊維表面部が該低融点成分(B)の繊維軸方向にわたって、凹部と凸部とを呈しており、凸部が主として非晶性樹脂(b)の塊で形成されていることを特徴とする分割性凹凸複合延伸繊維。 - 前記非晶性樹脂(b)のガラス転移点(Tg)がポリオレフィン系樹脂(a)の融点よりも高い請求項1に記載の分割性凹凸複合延伸繊維。
- 複合繊維の径方向の断面において、繊維中央部から繊維表面に向かって高融点成分(A)及び低融点成分(B)が略放射状に接合されてなる請求項1又は2に記載の分割性凹凸複合延伸繊維。
- 高融点成分(A)の結晶性熱可塑性樹脂が結晶性ポリプロピレン又はポリエチレンテレフタレートであり、かつ低融点成分(B)のポリオレフィン系樹脂(a)が高密度ポリエチレンである請求項1〜3のいずれかに記載の分割性凹凸複合延伸繊維。
- 非晶性樹脂(b)が、環状オレフィンコポリマーである請求項1〜4のいずれかに記載の分割性凹凸複合延伸繊維。
- 結晶性熱可塑性樹脂を含む高融点成分(A)と、高融点成分(A)の結晶性熱可塑性樹脂の融点よりも低い融点を有するポリオレフィン系樹脂(a)と、環状オレフィンコポリマー及び/又はポリカーボネートである非晶性樹脂(b)とをポリオレフィン系樹脂(a)と非晶性樹脂(b)との含有割合が質量比で97:3〜85:15の割合で含む樹脂組成物からなる低融点成分(B)を相互に接合した未延伸複合繊維を溶融紡糸する工程、該未延伸複合繊維をポリオレフィン系樹脂(a)のTg以上、融点より低い温度であって、かつ非晶性樹脂(b)のTgより低い温度で熱延伸する工程、を含むことを特徴とする分割性凹凸複合延伸繊維の製造方法。
- 前記の複合繊維を溶融紡糸する工程において、複合繊維の径方向の断面において、繊維中央部から繊維表面に向かって高融点成分(A)及び低融点成分(B)が略放射状に接合可能な紡糸ヘッド部を備えた紡糸装置を用い、紡糸ヘッド部における高融点成分(A)の溶融粘度と低融点成分(B)の溶融粘度とを調整して、紡糸する請求項6に記載の分割性凹凸複合延伸繊維の製造方法。
- 前記溶融粘度の調整が、高融点成分(A)の結晶性熱可塑性樹脂のメルトフローレイト(MFRA)と低融点成分(B)のポリオレフィン系樹脂(a)のメルトフローレイト(MFRB)を、MFRA≧ MFRB としてなる請求項7に記載の分割性凹凸複合延伸繊維の製造方法。
- 熱融着不織布であって、下記の条件及び状態を満たす分割性凹凸複合延伸繊維を含んでなる熱融着不織布。
該分割性凹凸複合延伸繊維は、結晶性熱可塑性樹脂を含む高融点成分(A)と、ポリオレフィン系樹脂(a)と、環状オレフィンコポリマー及び/又はポリカーボネートである非晶性樹脂(b)とをポリオレフィン系樹脂(a)と非晶性樹脂(b)との含有割合が質量比で97:3〜85:15であり、かつポリオレフィン系樹脂(a)のガラス転移点(Tg)が非晶性樹脂(b)のガラス転移点(Tg)よりも低い樹脂組成物からなる低融点成分(B)とからなる複合延伸繊維であって、該複合延伸繊維は、高融点成分(A)と低融点成分(B)が相互に接合した断面形状を有し、低融点成分(B)からなる繊維表面部が該低融点成分(B)の繊維軸方向にわたって、凹部と凸部とを呈しており、凸部が主として非晶性樹脂(b)の塊で形成されている。 - 前記高融点成分(A)の結晶性熱可塑性樹脂が結晶性ポリプロピレン又はポリエチレンテレフタレートであり、かつ低融点成分(B)のポリオレフィン系樹脂(a)が高密度ポリエチレンである請求項9に記載の熱融着不織布。
- 前記非晶性樹脂(b)が、環状オレフィンコポリマーである請求項9又は10に記載の熱融着不織布。
- 前記請求項9〜11のいずれかに記載の熱融着不織布を、結晶性熱可塑性樹脂を含む高融点成分(A)の融点より低い温度であって、ポリオレフィン系樹脂(a)の融点以上の温度で熱風融着法により製造することを特徴とする熱融着不織布の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012157949A JP6101012B2 (ja) | 2011-08-01 | 2012-07-13 | 分割性凹凸複合繊維及びそれを用いてなる不織布 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011168741 | 2011-08-01 | ||
JP2011168741 | 2011-08-01 | ||
JP2012157949A JP6101012B2 (ja) | 2011-08-01 | 2012-07-13 | 分割性凹凸複合繊維及びそれを用いてなる不織布 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013049943A JP2013049943A (ja) | 2013-03-14 |
JP6101012B2 true JP6101012B2 (ja) | 2017-03-22 |
Family
ID=48012185
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012157949A Active JP6101012B2 (ja) | 2011-08-01 | 2012-07-13 | 分割性凹凸複合繊維及びそれを用いてなる不織布 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6101012B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6082055B2 (ja) | 2015-06-03 | 2017-02-15 | ポリプラスチックス株式会社 | 環状オレフィン系樹脂含有サーマルボンド不織布 |
DK3246443T3 (da) | 2016-05-18 | 2020-08-17 | Reifenhäuser Gmbh & Co Kg Maschf | Nonwoven-tekstil omfattende et højvoluminøst lag |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5836210A (ja) * | 1981-08-12 | 1983-03-03 | Toray Ind Inc | 太細ポリアミド系フイラメント及びその製造法 |
JP2904966B2 (ja) * | 1991-04-16 | 1999-06-14 | 宇部日東化成株式会社 | 熱分割性複合繊維 |
JP3309181B2 (ja) * | 1999-03-08 | 2002-07-29 | チッソ株式会社 | ポリオレフィン系分割型複合繊維及びそれを用いた繊維成形体 |
JP3774114B2 (ja) * | 1999-11-02 | 2006-05-10 | 大和紡績株式会社 | 分割型複合繊維、その製造方法およびそれを用いた極細繊維不織布 |
JP4315663B2 (ja) * | 2002-10-17 | 2009-08-19 | ユニチカ株式会社 | 芯鞘状複合長繊維よりなる不織布の製造方法 |
WO2004067818A2 (en) * | 2003-01-30 | 2004-08-12 | Dow Global Technologies Inc. | Fibers formed from immiscible polymer blends |
-
2012
- 2012-07-13 JP JP2012157949A patent/JP6101012B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2013049943A (ja) | 2013-03-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6633783B2 (ja) | 伸張性不織布 | |
JP5450055B2 (ja) | 混合長繊維不織布およびその製造方法 | |
US6632504B1 (en) | Multicomponent apertured nonwoven | |
EP1369518B1 (en) | Non-woven fabrics of wind-shrink fiber and laminates thereof | |
JP4599366B2 (ja) | メルトフローレートの高い繊維を含有する柔軟で伸張性のある不織布ウェブ | |
JP3955650B2 (ja) | 積層不織布およびその製造方法 | |
KR101108638B1 (ko) | 섬유속 및 웹 | |
JP2011058157A (ja) | ソフト性に優れたスパンボンド不織布及びその製造方法 | |
WO2018092666A1 (ja) | 積層不織布シート | |
KR20160123280A (ko) | 해도 복합 섬유, 복합 극세 섬유 및 섬유 제품 | |
JP6643494B2 (ja) | 手触りが改善された不織布 | |
JP2011047098A (ja) | 改善された特性を有する複合スパンボンド長繊維多層不織布及びその製造方法 | |
WO2002075028A1 (en) | Extensible fibers and nonwovens made from large denier splittable fibers | |
JP2020151605A (ja) | 吸収体及び衛生用品 | |
JP5172217B2 (ja) | 積層不織布およびその製造方法 | |
JP3736014B2 (ja) | 積層不織布 | |
JP6715056B2 (ja) | スパンボンド不織布および衛生材料 | |
JP4587410B2 (ja) | 複合化不織布、その製造方法及び前記不織布を用いた吸収性物品ならびにワイピングクロス | |
CN1946896A (zh) | 包含具有不同水平或组合的添加剂的层的非织造织物及其制备方法 | |
JP6101012B2 (ja) | 分割性凹凸複合繊維及びそれを用いてなる不織布 | |
JP3852644B2 (ja) | 分割型複合繊維、これを用いた不織布及び吸収性物品 | |
JP4507389B2 (ja) | ポリオレフィン系繊維とこれを用いた不織布及び吸収性物品 | |
KR102254669B1 (ko) | 이형 단면 섬유 | |
JP5619467B2 (ja) | 潜在凹凸型鞘芯複合繊維及びそれを用いてなる不織布 | |
JP2014148774A (ja) | 不織布およびその製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20150422 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20160426 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20160510 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20160630 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20160830 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20161004 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20170207 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20170224 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6101012 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |